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编程问答

Fortran语言的入门与心得

發布時間:2023/12/20 编程问答 28 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Fortran语言的入门与心得 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

實驗室很多舊的程序是用Fortran語言編寫的,因此,就學習了一下Fortran語言,下面是我的一些個人總結:

第一部分:第一個例子

1.1? Hello world 程序

?????? program main

?????? ? implicit none

?????? ? print *, 'Hello World'

?????? end program main

第二部分:一些小心得

  • Fortran不區分大小寫
  • Fortran每行的末尾不必要寫分號
  • 不像C語言,fortran不使用大括號{ }
  • Fortran有5種基本數據類型,integer,real, character,?? logical,? complex? 與像其他語言一般沒有復數類型,這是fortran與其他語言不同的地方。
  • DOUBLE? PRECISION語句在FORTRAN90標準中完全可以用REAL(8)代替,目前很少使用。
  • Fortran兩種格式之間的一些遺留問題,平時編程要注意:
  • 使用系統默認的隱含約定(I-N規則):FORTRAN中約定,在沒有強制規定變量類型的情況下,如果變量名的首字母為IJKLMN6個字母中的一個時,即認為該變量為整型變量,而已其他字母開頭的變量則默認為實型變量。這就是所謂的(I-N規則)。
  • I-N規則)的使用有利有弊。

  • 變量名:
  • 在FORTRAN77標準中,變量名不允許超過6個字符;在FORTRAN90標準中,變量名不允許超過31個字符;

  • fortran fixed format格式中的變量賦初值一般用DATA,因為它不能用::DATA的語法是在DATA后接上要設置初值的變量,然后再用兩個斜杠包住所要設置的值,如下例:???? INTEGER? LINE??????
  • DATA ?LINE/0/

  • real(kind=8) a這種格式只使用于Fortran90,Fortran77中要使用real*8real(8)
  • 關于常數parameter的聲明方法
  • 第一種方法:

    先聲明一個變量,再利用PARAMETER命令將其聲明為常量,例如:

    real?? pi;

    parameter (pi=3.14159)? 注意此處要用括號括起來

    第二種方法:(適用于FORTRAN 90

    ????? Fortran90里,PARAMETER可以作為一個形容詞,和變量的聲明同時寫在一起,例如:

    ???? real, parameter ::? pi=3.141592653

    ?????

  • FORTRAN中乘方要使用“**”運算符,使用乘方運算符“**”時,一定要寫成兩個連續的星號。一般來說,乘方運算要比等價的單個乘法運算花費更多的時間。
  • 算術表達式中的類型轉換:
  • FORTRAN語言允許不同類型的算術運算量之間進行算術運算。
  • 同類型的算術運算量之間的運算結果保持原類型不變。需要特別注意的是:FORTRAN語言中規定兩個整數相除的商也是整數。例如,2/5的結果為0
  • 參加運算的兩個算術運算量為不同類型時,編譯系統會自動將它們轉換成同一類型之后才進行運算。
  • FORTRAN中FREE與FIXED兩種格式do循環的區別:
  • Fortran 95使用end do來結束循環。

    Fortran 77使用DO循環要麻煩一點,它不使用END DO來結束循環,而是使用行號來結束循環,程序代碼要在DO的后面寫清楚這個循環到哪一行程序代碼結束。

    Fortran 77中,經常會使用CONTINUE這個命令來結束循環。因為CONTINUE這個命令沒有實際的用途,剛好可以拿來做封裝使用。

  • 循環的流程控制:
  • ?????? 循環中的cycle命令相當于c++里的continue命令,用于結束一次循環

    ?????? 循環中的exit命令好比c里面的break,用于結束循環

  • 不使用do循環,單純用GOTO語句也能設計循環程序,但不推薦使用GOTO語句
  • fortran有等價聲明:即用equivalence(a,b),這樣使得a,b使用同一塊內存,這樣可以節省內存,有時可精簡代碼。
  • fortran77中只能用單引號。(還有疑問,因為fixed format能用雙引號)
  • 關系運算符
  • ???????? ==??? /=???? >? ????>=???? <???? <=???????? !Fortran90用法

    ????? .EQ.? ?.NE.?? .GT.??? .GE.??? .LT.?? .LE.????? !Fortran77用法(左右各有一個點)

  • 邏輯運算符
  • 5種邏輯運算符,新舊FORTRAN標準中的邏輯運算符沒有任何區別,每個運算符的左右都有一個點“.”,書寫時不能漏寫。

    .AND.???? .OR.???? .NOT.????? .EQV.??????? .NEQV.???????????????? !語法

    邏輯與?? 邏輯或?? 邏輯非?? 邏輯等價?? 邏輯不等價?????????????? !意義

  • PAUSE,CONTINUE,STOP
  • ?????? pause 暫停程序執行,按enter可繼續執行

    ?????? continue 貌似沒什么用處,可用作封裝程序的標志

    ?????? STOP 命令用來結束程序,要謹慎使用

  • Fortran的特色:隱含式循環
  • a,b都為數組,則可以這樣用a=sin(b),(內部函數都可以這樣用)
  • 數組專用
  • where命令形式上類似于if,但只用于設置數組 where.....elsewhere...elsewhere...endwhere (沒有then)

    ???????? FORALL是Fortran95添加的功能,只能用于數組操作

    ???????? forall可以嵌套使用,還可以在forall中使用where,但where中不能使用forall

  • Fortran中傳遞參數的原理與c++不同,Fortran中是傳址調用,就是傳遞時用參數和子程序接受時用的參數使用一個地址,盡管命名可以不同。
  • 調用自定義函數前需要做聲明,調用子程序則不需要。
  • Module中有函數時必須在contains命令之后
  • 全局變量COMMON,有的書上叫無名公用區、有名公用區)
  • 全局變量用來定義一塊共享的內存空間;

    ??? 全局變量不能聲明成常量

    全局變量不能直接使用data命令賦初值,要在block data模塊中使用data來設置初值

    COMMON語句是說明語句,因此它應該出現在相應程序單元中的所有可執行語句之前。

    取用全局變量時,是根據它們的相對位置關系來作對應而不是根據變量名稱來對應。由于全局變量是使用“地址對應”的方法在程序中共享數據,所以在程序設計時常常會有麻煩出現:比如要調用后面的變量就要從第一個開始,這種麻煩在全局變量多的情況下更為驚人。因此,可以把全局變量進行歸類,放在彼此獨立的COMMON區間中。l

    common? /group1/ a

    common? /group2/ b

    24? 傳遞參數與使用全局變量都可以在不同程序之間共享數據,那什么時候該使用參數,還有什么時候該使用全局變量呢?

    ??? 簡單地說,當需要共享的變量不多,而且只有少數幾個程序需要使用這些數據時,那就使用參數,

    需要共享大筆數據,或是有很多不同程序都需要使用這些數據時,就使用全局變量。

    25 ?INCLUDE命令

    1??? INCLUDE命令可以寫在任何地方,它只是單純地用來插入一個文件的內容。

    2?? 有時候也會應用在聲明全局變量,先把聲明全局變量的程序代碼編寫在某個文件中,需要使用全局變量的函數再去INCLUDE這個文件,這樣可以減少程序代碼。

    26 如何換行

    第三部分:流程控制

    3.1? IF語句

    1.? 一個模塊

    ?IF?? (邏輯判斷式) ?THEN

    ?????? …..

    ?????? …..

    END IF

    2.? 可以包含ELSE模塊

    IF?? (邏輯判斷式)? THEN

    ?????? …..

    ?????? …..

    ELSE

    …..

    ?????? …..

    ?

    END IF

    3.? 多重判斷

    IF?? (邏輯判斷式)? THEN

    ?????? …..

    ?????? …..

    ELSE IF? (邏輯判斷式) THEN

    …..

    ELSE IF? (邏輯判斷式) THEN

    ?

    ?????? …..

    ?

    END IF

    ?

    ?

    ?

    3.2? DO 循環

    3.2.1? FORTRAN77中的基本DO構造

    FORTRAN77中的DO構造如下:

    ?? DO 語句標號 ,循環控制

    ????????? 循環體

    ?? 語句標號? 終止語句

    ?

    3.2.2? FORTRAN90/95中的基本DO構造

    在FORTRAN90/95中通過引入專用循環終止語句的方式來使得循環結構更為清晰。如下:

    ??????? DO?? 循環控制( 循環變量=循環初值,循環終值,循環增量)

    ????????? 循環體

    ???????? ENDDO??

    3.3? DO WHILE 循環

    循環不一定要由計數器的增、減來決定是否該結束循環,它可改由一個邏輯運算來做決定,這就是DO-WHILE循環的功能

    DO? WHILE? (邏輯判斷式)

    ?????? …..

    ?????? …..

    END DO

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    第四部分:FORTRAN中的數組

    4.1 數組的說明

  • 數組的下標必須用逗號隔開,而不能像matlab一樣既可以用逗號也可以用空格,fortran的數組元素之間不能用空格
  • 與C不同,Fortran數組索引值默認從1開始,而且可以在聲明時改變該規則,下標是整型常量、變量或表達式,可正、可負、也可以為0,但必須在引用的數組的維數之內。
  • ????????? integer a(-3:1)????? !索引值為-3,-2,-1 ,0,1

  • ?
  • 數組的聲明:
  • Fortran 77中數組的聲明,必須使用DIMENSION命令

    Integer?? a;???????? !先聲明a是整型

    Dimension? a(10)??? !再聲明a是大小為10的數組

    Fortran 95中可以用簡單的方法:

    Integer? a(10)? real? b(3,3)??? !最簡單的方法

    Integer,dimension(10)::? a?? ???!另一種方法

  • 聲明可變大小的數組:
  • Fortran77中還沒有支持可變大小的數組,就只能先聲明一個超大數組,然后往里面寫數據。

    而Fortran90的數組則可以聲明可變大小的數組,然后根據需求實時改變它的大小。

    使用可變大小的數組要經過兩個步驟:

    ?? 第一步當然是聲明,這里的聲明方法可能有些不同,聲明時要加上allocatable,數組的大小也不用賦值,使用一個冒號“:”來代表它是一維數組就行了。

    第二步,聲明完成后,這個數組還不能使用,因為還沒有設置它的大小。要經過allocate這個命令到內存中配置了足夠的空間后才能使用數組

    如:

    ? Integer :: students;

    ? Integer,allocatable :: a(:) ;?? !聲明一個可變大小的一維數組

    ? Allocate(a(students));????????? ! 配置內存空間

    除了一維數組外,其他維度的數組當然也可以使用。方法如下:

    ? Integer,allocatable ::a2(:,:) ;??????? !用2個冒號,代表二維數組

    ? Integer,allocatable ::a3(:,:) ;??????? !用3個冒號,代表三維數組

    ?

    ALLOCATE命令是去求內存使用空間,而DEALLOCATE則是逆向運行,它是用來把用ALLOCATE命令所得到的內存空間釋放掉,使用這兩個命令可以用來重新設置數組的大小。

    ?

  • 如何聲明一個單位矩陣?
  • 例子:聲明一個3*3維的單位矩陣

    REAL(kind=8)? B(3,3);?

    DATA B / 1.0D+0, 3*0.0D+0, 1.0D+0, 3*0.0D+0, 1.0D+0/

    ?

  • 數組在內存中的存放順序也與C不同(正好相反),如a(2,2)在內存中的存放順序為a(1,1),a(2,1),a(1,2),a(2,2);
  • 原則是放低維的元素,再放高維的元素,此規則稱為column major

    矩陣輸出時也是按列輸出。。

  • FORTRAN中,數組最多可以聲明為7
  • ??? 4.2 數組的引用

    在FORTRAN77標準中,數組只允許在輸入輸出語句中進行整體操作。在其他場合,只能對數組的元素通過下標索引的方式逐個進行操作。到了FORTRAN90標準,這一限制被大大放寬了。數組除了能夠進行整體操作以外,還能對數組中的片段和數組的整體進行操作。(且其引用方式與MATLAB很相似)。

    引用數組元素的語法如下:

    ????? 數組名(下標,下標,….)

    引用數組片段的語法如下:

    ???? 數組名(下標范圍,….

    數組片段的引用方式較為靈活,既可以通過三元下標來進行引用,也可以通過向量下標來進行引用。三元下標的格式如下:

    ??[下界][上界]:[步長]

    如:? B(1,1:5)??? B(1,1:10:2)

    ?

    4.3 數組的賦值

    Fortran 77中數組的聲明,可以使用DATA命令 或隱含式循環來賦初值;

    Fortran 95中可以直接設置初值;如:integer? ::a(5)=(/1,2,3,4,5/);此時,括號和除號之間不能有空格;

    數組構造器是由括號和斜線之間的一系列值或隱DO循環組成。其一般形式為:(/取值列表/)。取值列表可以是標量,隱DO循環或任意秩的數組。其中的所有值的類型都相同,以逗號隔開。如果列表中出現了數組,它的值是按列來賦的。

    ?

    例:INTEGER A(6)

    A=(/1,2,3,4,5,6/)????!?斜杠與括號間不能有空格

    例:

    ??? C1=(/4,8,7,6/)????????????!?標量表示

    C2=(/B(I,1:5),B(I:J,7:9)/)??????!?數組表示

    C3=(/(I,I=1,4)/)???????????!?隱DO循環

    C4=(/4,A(1:5),(I,I=1,4),7/)?????!?混合表示

    下面是一些數組構造器的替換格式

    1)?用方括號代替括號和斜線,例如下面兩個數組構造器是等價的:

    例:INTEGER C(4)

    C=(/4,8,7,6/)

    C=[4,8,7,6]????? 原來fortran賦值數組可以使用方括號

    2)?冒號三元下標(代替隱DO循環)來指定值的范圍和步長,例如下面兩個數組構造器是等價的:

    例:INTEGER D(3)

    D=(/1:5:2/)????????????!?三元下標格式

    D=(/(I,I=1,5,2)/)????????!?隱DO循環格式

    ?

    d)????RESHAPE語句

    可以用內在函數RESHAPE語句把一個一維數組改變形狀后賦給另一已知形狀的數組。由于Fortran的數組順序不同于C,Fortran中左邊第一維是變化最快的,RESHAPE語句可以用于當Fortran過程化為C過程時將Fortran數組改序成C數組序。它的一般形式為:結果=RESHAPE(源,形狀[,補充][,順序])可以是任意數據類型的數組,它提供結果數組的元素。當補充被省略或其大小為0時,源的大小必須大于PRODUCT(形狀)。形狀為7個元素以下的一維固定的整型數組,它決定了結果數組的形狀,其大小為正元素非負。補充為與源數組相同類型和屬性的數組,當源數組的大小比結果數組小時用來補充元素值。順序必須是和形狀數組有相同形狀的整型數組,其元素為(1,2,...,n)的排列,n是形狀數組的大小。當順序被省略時,默認值為(1,2,...,n)。

    因此,結果數組的形狀與形狀數組相同,與源數組的類型和屬性相同,大小是形狀數組元素值的乘積。結果數組的元素是源數組的元素按順序數組指定的維別順序排列的,當省略順序數組時元素按通常的順序排列。源數組元素用完后按序用補充數組的元素,必要時重復使用補充數組直至結果數組的所有元素均有其值。

    例:RESHAPE((/3,4,5,6,7,8/),(/2,3/))的結果是 。

    例:RESHAPE((/3,4,5,6,7,8/),(/2,4/),(/1,1/),(/2,1/))的結果是 。

    例:INTEGER AR1(2,5)

    REAL F(5,3,8),C(8,3,5)

    AR1=RESHAPE((/1,2,3,4,5,6/),(/2,5/),(/0,0/),(/2,1/))?

    ! AR1的取值為?????[1 2 3 4 5]

    !?????????????????[6 0 0 0 0]

    C=RESHAPE(F,(/8,3,5/),ORDER=(/3,2,1/))???!?將Fortran數組序化為C數組序

    END

    例:INTEGER B(2,3),C(8)

    B=RESHAPE((/1,2,3,4,5,6/),(/2,3/))???????!?賦值給形狀為(2,3)的數組

    C=(/O,RESHAPE(B,(/6/)),7/)???????????????!?賦值給向量C之前先把B轉換成向量

    ?

    ?

    ?

    4.5 常用內在函數

    4.5.1 內部基本函數

    在FORTRAN語言的數組表達式中,允許將數組作為內部基本函數的參數。此時,內部基本函數的函數值就是一個同參數數組形狀相同的數組,例如,B=SQRT(A),即對數組A的每一個元素開方。

    4.5.2 矩陣乘積函數

    C=MATMUL(A,B)

    使用時,數組A和B只能是維數為12的數組

    數組A和B中至少要有一個的維數為2,也就是不能是兩個向量相乘。

    4.5.3 向量點乘函數

    C=DOT_PRODUCT(A,B)

    ?

    第五部分:格式化輸入輸出

    5.1 表控輸入輸出(即表控格式輸入輸出)

    1 注意點:不同計算機系統對表控格式輸出的規定不同,例如對一個整型數,有的系統規定輸出占13列,有的系統規定輸出占10列,也有的系統不規定固定的列數而按照數據的實際長度輸出,再用一個空格作分隔符。

    2 如果在輸入數據行中出現”/”號,表示對READ語句的輸入到此結束,未被賦值的變量將不予賦值。

    5.2? WRITE命令

    5.2.1? write命令語法

    向屏幕輸出字符串:

    Write(*,*)??? “string”???????????????? !一般用法

    Write(6,*)??? “string”???????????????? !嚴謹一些的用法

    Write(UNIT=6,FMT=*)??? “string”??????? !最嚴謹的用法

    因為屏幕的輸出UNIT位置就是6

    5.2.2? 寫入字符串

    Write命令不僅可以寫入屏幕與文件,而且還可以寫入字符串,fortran軌道確定程序中的errout文件就用到了這一功能。

    例如:

    CHARACTER*6 :: NAME=’hahaha’;

    CHARACTER*60 MESS;

    INTEGER::? IERR=4;

    WRITE (MESS,*) IERR, NAME? !將IERR和NAME寫入到字符串MESS中

    ?

    5.3? FORMAT格式控制語句

    語句格式:

    ?? ???標號??? FORMAT(格式描述符)

    例如:???? write(*,100)?? i,j,k;

    100??? FORMAT(1X,I3,I5,I7),其中,1X是換行控制符(走紙控制),I3表示i變量的值輸出占3列,I5表示j變量的值輸出占5列

  • ?格式描述符
  • 主要介紹:I、F、E、X、縱向走紙、'(撇號)、r(重復系數)、/(斜杠)等

  • X描述符
  • 作用: 用于輸出空格

    一般形式: nX

  • ??I描述符
  • 作用: 用于整型數據的輸出

    一般形式: Iw Iw.n

  • ?F描述符
  • 作用:用于實數的小數形式輸出

    一般形式: Fw.d

  • E描述符
  • 作用:用于實數的指數形式輸出

    一般形式:Ew.d

    其中:E—實數的指數形式輸出;

    ?????? w—字段寬度;

    ?????? d—數字部分的小數位數。

    ????????? 數值部分<1

  • A描述符
  • 作用:用于字符型數據的格式描述

    一般形式: AwA??? ,其中w是字段寬度。

    ?

  • 號描述符
  • 作用:用于輸出字符常量,即把撇號內的字符串原樣照打

    例如:write(*,100) i,j

    ?100? format(1x,'i=',i3,' ?j=',i4)

  • H描述符
  • 作用:它的作用與撇號描述符類似,也可以輸出字符型常量

    一般形式: nH

    ??? 建議:建議最好不要使用H描述符,而是使用撇號描述符,避免錯誤

    例如:? I=123

    ??????? WTRITE(*,100),I

    ???? 100? FORMAT(1X,2HI=,I3);

    ?

  • 斜杠描述符
  • ?

    ???????? 反斜杠\描述符美元$描述符的作用相同,都是在輸出一個記錄行后取消回車符,常用于輸出字符串與輸入數據顯示于屏幕同一行的情形。

    例如:   write(*,'("please enter your name",$)');

    ??????????? Read(*,*) My_age

    ?

    ?

  • 重復系數r
  • format語句中,如果出現幾個(或幾組)相同的格式編輯符,則可以利用重復系數而只寫一個(或一組)編輯符。

    ???? r——可重復使用的次數。

    ?例:

    ? ?write(*,100) n1,n2,x,y1,y2,y3

    100? ?format (1x, i10, i10, f8.3, f7.2, f7.2, f7.2)

    ????

    ??? Format (1x, 2i10, f8.3, 3f7.2)??

    第六部分:函數操作

    6.1 ?語句函數

    ?? 1? 語句函數的定義

    REAL(KIND=8)? ?X F

    F(X)=X**2+X+1?

    ?? 2 語句函數的調用

    ?????? 語句函數一旦被定義后,就可以在本程序單元中被調用。調用的形式和調用內容函數形同,即:

    ????????????????? 語句函數名(實參)

  • 說明
  • 語句函數定義語句是非執行語句,它應該放在所有可執行語句之前和所有的說明語句之后。

    語句函數只能在本程序單元中被使用。

    6.2? 函數子程序

  • 定義的一般形式:
  • 類型說明符? FUNCTION? 函數名(形參表)

    ?

    函數主體

    函數名=表達式;

    END

    或者:

    ??????? FUNCTION? 函數名(形參表)

    ????????

    ???????? 函數主體

    函數名=表達式;

    END

    6.3? 子例行程序

    子例行程序定義的一般形式:

    ???? SUBROUTINE?? 函數名(形參表)

    ????? 。。。

    end

    子例行程序的調用:

    ???? CALL??? 子程序名(實參)

    6.4?? 函數子程序與子例行程序的區別

  • 子例行程序的名稱不用來返回函數的處理結果,因此是沒有類型的。所以不能定義子例行程序的類型。
  • 子例行程序必須以SUBROUTINE語句開頭,以END語句結束。
  • 能用函數子程序實現的功能,都能用子例行程序來實現,反之亦然。因此在程序設計時,要對具體問題選擇哪種方式。
  • 由于不能給子例行程序名賦值,所以在將函數子程序轉換為子例行程序時,應該增加一個變量用來帶回在函數子程序中由函數名帶出的子例行程序處理結果。
  • 子例行程序的調用需要專門的CALL語句。
  • 6.5?? 數據塊子程序(BLOCK DATA)

    1? ?數據塊子程序是非執行程序單元,因而在其中不能出現任何可執行語句,也不能被別的程序調用。

    2? 它是專門用來給有名公用區(全局變量)中的項目賦初值的子程序。注意:COMMON變量不能直接在子程序或主程序中使用DATA命令來設置初值,要在BLOCK? DATA程序模塊中使用DATA命令來設置初值。

    3?? 數據塊子程序是一個完整的程序單元。它由BLOCK? DATA語句開始,END語句結束。

    4?? BLOCK DATA只能用來設置全局變量的初值,而且在主程序執行前,全局變量的初值內容就會設置完畢,事實上這一段程序會在主程序執行前就會生效

    5?? 全局變量不能聲明成常量,所以BLOCK DATA中不能出現PARAMETER

    6.6?? MODULE

    1?? MODULE可以用來封裝程序模塊,通常是用來把程序中具備相關功能的函數及變量封裝在一起。例如需要使用全局變量時,可以把全局變量都聲明在MODULE中,需要使用這些變量的函數只要USE這個MODULE就可以使用它們。

    2? ?MODULE中的變量如果不是聲明成全局變量,這些變量被函數使用時,只會是函數中的局部變量。

  • ?MODULE中還可以容納函數,語法如下:
  • Module ?module_name

    ?????????????? ………?????? !先寫聲明相關程序代碼

    ?????????????? ……… ????

    ????????????? contains???? !contains后開始寫作函數

    ???????????? subroutine sub_name

    ???????????????? ………

    ??????????????? end subroutine [sub_name] ???!subroutine不能省略

    ???????? ???????function function_name

    ???????????????? …………..

    ???????????????? end function [function_name]??? !function不能省略

    ????????? end

    這個做法比較符合模塊化概念,編寫大程序時,可以把程序中屬于繪圖功能的部分放在module Graphics中,把數值計算的部分放在module Numerical中。Visual Fortran中所提供的一些擴充函數庫就用這個方法來歸類,像是數值函數庫IMSL就放在module IMSL,3D繪圖程序庫OpenGL的函數就放在module OpengGL中。使用它們之前都要先use IMSL ,use OpenGL

    第七部分:FORTRAN的文件操作

    7.1 記錄結構(什么是記錄結構)

    一個數據文件在磁盤上的存放格式確定了文件的記錄結構。例如,在DOS或windows下用現有的編輯器建立一個文件S.DAT,其數據存放方式如下:

    1,2,3,4,5

    6,7,8,9,10

    11,12,13,14,15

    16,17,18,19,20

    文件中存有4行數據,每行5個數據。在建立這些數據時,當每行最后一個數據輸完后,打入了一個回車或換行標記(當然這是不可見標記)。以上文件有4行,每行末尾都有一個標記。因此,將每一行稱為一個記錄。可以這樣說,一個記錄包括多個數據,以回車或換行標記作為記錄的結束。這就是記錄的概念。

    ? 文件中的記錄多少,每個記錄的數據多少就是這個文件的記錄方式—也稱為記錄結構。

    由多個數據記錄按一定的結構形式存入磁盤,就組成了文件。

    7.2? open語句的使用:

    ? OPEN語句的功能是打開一個文件,其語句的基本格式為:(前后位置可以變化

    ?? OPEN(UNIT=number,FILE=filename,STATUS=status,ACCESS=access,…)

    其中,?

  • ??UNIT=number
  • number必須是一個正整數,用來給后面的文件指定一個代碼(這樣方便使用writeread等命令在文件上讀寫),它可以使用變量或是常量來賦值。Number值最好避開1、2、5、6。因為2、6是默認的輸出位置,也就是屏幕。1、5則是默認的輸入位置,也就是鍵盤。

    2??? FILE=filename

    這個字段用來指定所要打開的文件名稱,文件名要符合操作系統規定。最好不要使用中文名

    3? FORM=’FORMATTED’ OR ‘UNFORMATTED’

    FORM字段只有兩個值可以設置:’FORMATTED’ 或 ‘UNFORMATTED’

    FORM=’FORMATTED’????? 表示文件使用“文本文件”格式來保存

    FORM= ‘UNFORMATTED’?? 表示文件使用“二進制文件”格式來保存

    這一欄不給定時,默認值為FORMATTED(潘師兄的程序大部分都沒寫這一欄)

    4?? STATUS=’NEW’’OLD’,‘REPLACE’’SCRATCH’’UNKNOWN’

    STATUS=’NEW’?? 表示這個文件原本不存在,是第一次打開

    STATUS=’OLD’??? 表示這個文件原本就已經存在

    STATUS=’REPLACE? 文件若已經存在,會重新創建一次,原本的內容會消失。文件若不存在,會創建新文件。

    STATUS=’ SCRATCH’ ??打開一個暫存文件,暫存文件是臨時文件,當關閉或終止程序時,文件將被刪除。這時不需要指定文件名稱,也就是FILE這一欄可以省略,因為程序本身會自動取一個文件名。

    STATUS=’ UNKNOWN’ 缺省時的默認值 文件存在則打開,不存在則創建,相當于NEWOLD的綜合利用。

    5?? ACCESS=’SEQUENTIAL’’DIRECT’

    這個字段用來設置文件讀寫的方法

    ACCESS=’SEQUENTIAL’? 讀寫文件的操作會以順序的方法來做讀寫,這就是“順序讀取文件”

    ACCESS=’ DIRECT’?????? 讀寫文件的操作可以任意指定位置,這就是“直接讀取文件”

    不賦值時,默認值為SEQUENTIAL’?

    6? RECL=length

    ?

    7??? ERR=LABEL

    這個字段用來設置當文件打開發生錯誤時,程序會跳躍到LABEL所指的行代碼處來繼續執行程序。

    7.3 直接讀取文件的操作

    FORTRAN語言中,讀取文件的操作可以有“順序讀取”及“直接讀取”兩種方法。

    所謂的直接訪問文件,即將文件事先分區成好幾個同樣大小的小模塊,(即指定記錄號,且在每條記錄中的數據還是按順序的),再來進行讀寫的工作。

    ?

    ?

    7.4 讀寫命令WRITE與READ語句的運用

    WRITE/READ(UNIT=number,FMT=format,NML=namelist,REC=record,IOSTAT=stat,ERR=errlabel,END=ENDLABEL,ADVANCE=advance,SIZE=size)

  • UNIT=number 指定文件代碼
  • FMT=format?? 指定輸入輸出格式,若為 *號則表示自由格式(為了讀寫數據的準確,建議使用*號)
  • ?
  • 7.5? REWIND的使用

    ? Rewind語句將一個文件的操作位置重新定位在其第一條記錄上。其語句格式為:

    ?

    REWIND(u,ERR=LABEL,IOSTAT=iocheck)

    u,? 文件編號

    ERR=LABEL??? 遇到錯誤轉到LABEL語句

    IOSTAT=iocheck?? 返回文件打開的狀態,見OPEN語句。

    7.6 ?BACKSPACE語句

    Backspace語句用于在文件數據操作中,從當前數據位置回退到上一個數據位置。其語句格式為:
    ???? BACKSPACE(UNIT=number,ERR=errlabel,IOSTAT=iostat)

    7.7? ?ENDFILE語句

    ? 把當前的文件位置變成文件的結尾。

    7.8? INQUIRE語句

    ? 查詢文件狀態命令

    第八部分:常用的內部過程

    8.1 通用名與專用名

    調用通用名時,函數會根據參數的類型自動確定要調用的具體函數的專用名

    例如,求根函數的通用名是SQRT,專用名有三個:SQRT、DSQRT和CSQRT,分別用于求單精度實型、雙精度實型和復型數據的根。當調用SQRT時,如果輸入的參數為單精度實型,則會調用專用名SQRT;如果輸入的參數為雙精度實型,則會調用專用名DSQRT;如果參數為復型,則會調用專用名CSQRT

    之所以存在通用名與專用名共存的現象,是為了與早期的FORTRAN標準相兼容。很多早期的標準函數都是采用專用名的形式,例如在FORTRAN66中求實數相除的余數會調用AMOD函數而不是MOD函數。由于專用名一般僅限于FORTRAN子集中,在標準FORTRAN中,會通過接口將各種專用名寫在同一個通用名的過程中,在代碼執行時會自動調用與參數類型匹配的專用函數。因此在編寫程序時,直接使用通用名就可以了

    8.2 常用數學函數

    8.2.1 絕對值函數

    ?? 函數原型如下:

    ?????????????????????? C=ABS(X)

    ? 其中,ABS是FORTRAN中絕對值函數的通用名。除了這個通用名之外,絕對值函數還有四個專用名,如下所示:

    ?? ABS,專用于求默認種別的實型數據的絕對值,返回值也為默認種別的實型數據。

    ?? IABS ,專用于求默認種別的整型數據的絕對值,返回值也為默認種別的整型數據。

    DABS ,專用于求雙精度的實型數據的絕對值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?CABS ,專用于求默認種別的復型數據的絕對值,返回值也為默認種別的復型數據。

    8.2.2 正弦函數

    ? 1 函數原型如下:

    ?????????????????????? C=SIN(X) (函數中參數的單位是弧度而不是度,注意!

    ? 其中,SIN是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,正弦函數還有三個專用名,如下所示:

    ?? SIN ,專用于求默認種別的實型數據的正弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DSIN ,專用于求雙精度的實型數據的正弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?CSIN ,專用于求默認種別的復型數據的正弦值,返回值也為默認種別的復型數據。

    2 函數原型如下:

    ?????????????????????? C=SIND(X) (函數中參數的單位是度而不是弧度,類似MATLAB,注意!

    其中,SIND是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,正弦函數還有三個專用名,如下所示:

    ?? SIND ,專用于求默認種別的實型數據的正弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DSIND ,專用于求雙精度的實型數據的正弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?CSIND ,專用于求默認種別的復型數據的正弦值,返回值也為默認種別的復型數據。

    8.2.3 余弦函數

    ? 1 ?函數原型如下:

    ?????????????????????? C=COS(X) (函數中參數的單位是弧度而不是度,注意!

    ? 其中,COS是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,余弦函數還有三個專用名,如下所示:

    ?? COS ,專用于求默認種別的實型數據的余弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DCOS ,專用于求雙精度的實型數據的余弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?CCOS ,專用于求默認種別的復型數據的余弦值,返回值也為默認種別的復型數據。

    2? 函數原型如下:

    ?????????????????????? C=COSD(X) (函數中參數的單位是度而不是弧度,類似MATLAB,注意!

    ? 其中,COSD是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,余弦函數還有三個專用名,如下所示:

    ?? COSD ,專用于求默認種別的實型數據的余弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DCOSD ,專用于求雙精度的實型數據的余弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?CCOSD,專用于求默認種別的復型數據的余弦值,返回值也為默認種別的復型數據。

    8.2.4 反正弦函數

    ? 1 ?函數原型如下:

    ?????????????????????? C=ASIN(X) (函數中返回值的單位是弧度而不是度,注意!

    ? 其中,ASIN是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,正弦函數還有兩個專用名,如下所示:

    ?? ASIN ,專用于求默認種別的實型數據的反正弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DASIN ,專用于求雙精度的實型數據的反正弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    ? ?2 ?函數原型如下:

    ?????????????????????? C=ASIND(X) (函數中返回值的單位是度而不是弧度,注意!

    ? 其中,ASIND是FORTRAN中正弦函數的通用名。除了這個通用名之外,正弦函數還有兩個專用名,如下所示:

    ?? ASIND ,專用于求默認種別的實型數據的反正弦值,返回值也為默認種別的整型數據。

    ?? DASIND ,專用于求雙精度的實型數據的反正弦值,返回值也為雙精度的實型數據。

    8.2.5 DMOD

    ?

    ?

    ?

    8.3 常用其他函數

  • DBLE
  • ? 語法:result=DBLE(a)

    ? 作用:把數據轉換為雙精度實數,比如 dble(Fre) 相當于 Fre*1.0D0,也就是把 Fre 轉換成雙精度的數據

    ?

    ? 參數類型:ALL

    ? 函數值類型:real(8)

  • date_and_time
  • 在想獲取日期和時間時,date,time,ctime,ltime都不標準,推舉使用的是date_and_time,

    這是一個 2000 年安全的 Fortran 95 內例程。

    date_and_time子例程返回實時時鐘的數據和日期。返回本地時間以及本地時間與通用協調時間 (UTC)(也稱為格林威治標準時間,GMT)之間的時差。

    ?

    ?

    8.4 常用庫

    1? USE DFPORT

    為了使用portability library(DFPORT),可以使用這個語句。鏈接時會在DFPORT.LIB中查找需要的函數。

    比如為了返回命令行參數就需要這個庫。

    ?

    在文件夾 D:\源文件\Visual Fortran 6.6(33106-060-1186591-00003)\X86\DF\LIB? 中可以找到該庫。

    2? USE DFLIB

    ???? 使用Visual Fortran的繪圖功能時需要module dflib.

    ?

    ?

    ?

    第九部分:FORTRAN繪圖

    9.1 關于FORTRAN的繪圖功能

    Visual Fortran 的繪圖功能不完全是以擴充函式的形態存在,使用它的繪圖功能必須在選擇Project 型態時,選擇Standard Graphics QuickWin模式

    Visual Fortran提供的繪圖方法,跟SGL(筆者提供)比較起來算是各有利弊。SGL使用比較簡單的參數介面,使用效率比較好的DirectX,支援Double Buffer 動畫功能,而且並不限制只能在Visual Fortran 中使用。Visual Fortran 的QuickWin及Standard Graphics 模式在簡單的繪圖使用上會比較方便,不像SGL 必須自行處理一些視窗訊息。它的繪圖函式功能比較多樣,不過效率會比較差,而且不支援動畫功能。

    Standard Graphics 和QuickWin 模式在繪圖方面的使用方法完全相同,它們都是呼叫相同的函式來繪圖。差別在於Standard Graphics 只能開啟一個視窗來繪圖、QuickWin 模式則可以開啟多個視窗來繪圖。QuickWin模式下可以有選單及對話窗的功能,StandardGraphics 則不行。Standard Graphics 模式的程式碼可以原封不動直接轉換到QuickWin模式下使用,但是QuickWin的程式碼並不一定可以直接拿到Standard Graphics 模式下使用。

    9.2 第一個繪圖例子

    ? 編譯程式時,請選擇Fortran Standard Graphics or QuickWin Application這個模式。這個程式可以在Standard Graphics 或QuickWin模式下使用。建好Project后,再把下面的程式加入Project 中來編譯:

    ?program Plot_Demo

    ! 使用Visual Fortran 的繪圖功能時需要module dflib

    ??? use DFLIB

    ?? implicit none

    ? type(xycoord) :: t

    ? integer :: result

    ?

    ?call MoveTo(10,10,t) ! 把目前繪圖的位置移動到座標(10,10)

    ?result=LineTo(100,50) ! (10,10)(100,50)間繪一條直線

    ?! 畫一個左上角為(110,10), 右下角為(150,50)的實心方形

    ? result=Rectangle( $GFILLINTERIOR, 110,10, 150, 50 )

    ! 畫一個可以放入在(10,60)--(150,100)方形當中的空心橢圓

    ? result=Ellipse($GBORDER, 10, 60, 150, 100)

    end program Plot_Demo

    ?

    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的Fortran语言的入门与心得的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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